有機無機肥配施對烤煙生長及產質量的影響

曾慶賓， 謝檸枍， 余 偉*， 李 冰， 王昌全

(1.四川省煙草公司 攀枝花公司， 四川 攀枝花 617000； 2.四川農業大學 資源學院， 四川 成都 611130)

0 引言

【研究意義】施用化肥是提升作物產量最直接有效的方法，但我國農業生產上普遍存在化肥施用量過多、利用率較低和流失造成污染等問題[1-2]。近年來，由于片面追求煙葉產量，煙田長期不合理施用化肥，造成土壤板結、酸化和養分失調，使土地可持續利用性和烤煙產質量降低等[3-4]，為提高化肥利用率，減少施肥污染，保證作物品質，促進農業可持續發展，推廣生態平衡施肥刻不容緩[5]，探明有機無機肥配施對烤煙生長及產質量的影響具有重要意義。【前人研究進展】劉學鋒等[2]研究表明，采用專用配方肥能有效提高油茶土壤氮磷鉀等養分含量、改善土壤肥力和提高肥料利用率。林超文等[6]研究發現，紫色土平衡施肥可提升玉米的株高及覆蓋度，其產量顯著提高。王樹會等[3]研究表明，秸稈與無機肥配施能增加有機質含量，提高土壤肥力，改善烤煙品質。盛豐等[7]認為，優化配方施肥能減少養分間拮抗作用，提高肥料利用率，進而提高烤煙產量和品質。【研究切入點】攀枝花作為四川省第二大煙區，在烤煙生產過程中一直存在不合理施用化肥，不重視施用有機肥，且土地復種指數高等，致使土壤有機質含量和微生物活性降低，土壤養分失衡，保水保肥能力降低，生產的煙葉品質降低[8-10]，且少見關于有機無機肥配施對烤煙生長及產質量影響的研究報道。【擬解決的關鍵問題】針對攀枝花煙區生產效益相對較低的典型區域，探明適于其優質煙葉生產的有機無機肥配合施用措施，為攀枝花煙區優質煙葉的生產提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

試驗于2019年4-9月在攀枝花市仁和區平地鎮平地村進行，烤煙于4月移栽，9月收獲。試驗區地處攀西大裂谷，地勢西北高，東南低，區內山高谷深，盆地交錯分布，地形崎嶇破碎，屬南亞熱帶干熱河谷立體氣候，干雨季分明，年平均氣溫20.3℃，日照時間長，蒸發旺盛，年總降水量850 mm左右。土壤類型為紫色土，其養分特征為pH6.2，有機質24.01 g/kg，堿解氮122.25 mg/kg，有效磷19.62 mg/kg，速效鉀147.10 mg/kg，有效鐵111.14 mg/kg，有效錳62.24 mg/kg，有效銅6.56 mg/kg，有效鋅1.72 mg/kg，有效硼0.40 mg/kg，交換性鈣1 178.28 mg/kg，交換性鎂771.21 mg/kg，水溶性氯82.65 mg/kg。

1.2 材料

1.2.1 烤煙品種 供試品種為云煙85，四川省煙草公司攀枝花市公司提供。

1.2.2 肥料 煙草專用復合肥(N∶P2O5∶K2O為10∶15∶25)，四川金葉化肥有限公司；硝酸鉀(N∶P2O5∶K2O為14∶0∶45)，四川米高化肥有限公司；鈣鎂磷肥(N∶P2O5∶K2O為0∶12∶0)，重慶云端肥業有限公司；硫酸鉀(K2O 4.2%)，四川川化股份有限公司；腐植酸有機肥(N 5.9%，P2O56%，K2O 5.4%)，石家莊市豐碩肥業有限公司；抗重茬生物菌肥(N 3.0%，P2O52.8%，K2O 4.0%)，河北熾繁生物科技有限公司；蚯蚓肥(N 2.0%，P2O51.0%，K2O 1.0%)，龍門縣廣正豐生物科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 試驗設計 試驗共設6個處理：CK，不施肥，即空白對照；T0，施用常規化肥，即施無機肥；T1，無機肥配施生物有機肥；T2，無機肥配施腐殖酸有機肥；T3，無機肥配施抗重茬生物菌肥；T4，無機肥配施蚯蚓肥。T0～T4均施用煙草專用復合肥，硝酸鉀、鈣鎂磷肥和硫酸鉀3種無機肥及有機肥施用量見表1。烤煙氮磷鉀肥施用比例為7∶9∶25，各有機肥以替代20%氮素用量施用，選用硝酸鉀、鈣鎂磷肥和硫酸鉀3種無機肥用于補充缺少的磷肥和鉀肥。

表1 有機無機肥配施各處理肥料用量

1.3.2 指標觀察記載與測定 在伸根期、團棵期、旺長期和成熟期各選取代表性煙株10株，參照煙草行業標準(YC/T 142-2010)進行農藝性狀調查。在煙葉成熟期分小區記錄煙葉產量、產值和中上等煙比例，并以小區為單位采集上部葉、中部葉和下部葉，選取B2F、C3F和X2F 3個等級樣品，在50℃烘干至恒重，粉碎后過0.15 mm篩，煙葉總糖和還原糖含量按YC/T 159-2002要求測定，總氮按YC/T 161-2002要求測定，煙堿按YC/T 160-2002要求測定，氯含量按YC/T 162-2002要求測定。

1.4 數據處理與分析

采用Excel 2010處理數據，SPSS 20.0進行單因素分析和顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 有機無機肥配施烤煙的農藝性狀

2.1.1 伸根期與團棵期 從表2看出，不同處理烤煙伸根期和團棵期株高、葉片數和最大葉面積的變化。

表2 有機無機肥配施烤煙伸根期和團棵期的農藝性狀

1) 伸根期。各處理株高為2.1～6.3 cm，依次為T4>T0>T1>T3>T2>CK，T4較CK和T0分別增高200%和21.15%。葉片數為4.0～6.0片/株，依次為T4>T1>CK=T0>T2>T3，除T2、T4均與T3差異顯著外，其余處理間差異不顯著。最大葉面積為50.2～78.0 cm2，依次為T0>T1>T3>T2>T4>CK，T1較CK增大47.81%，較T0降低4.87%。總體看，無機肥配施生物有機肥對烤煙農藝性狀生長發育的作用較均衡，無機肥配施蚯蚓肥對煙株高度和葉片數的促進作用優勢最大，無機肥配施腐殖酸有機肥和無機肥配施抗重茬生物菌肥對烤煙生根期農藝性狀生長發育的促進作用不明顯。

2) 團棵期。各處理株高為8.9～14.6 cm，依次為T1>T0>CK>T2>T3>T4，T1較CK和T0分別增高21.67%和12.31%。葉片數為6.3～8.0片/株，依次為T1>T0>T2>CK=T3=T4，T1顯著高于其余處理，其余處理間差異不顯著。最大葉面積為285.3～553.9 cm2，依次為T0>T1>CK>T3>T2>T4。總體看，無機肥配施生物有機肥烤煙各農藝性狀較優，無機肥配施蚯蚓肥或無機肥配施抗重茬生物菌肥烤煙團棵期的農藝性狀較差。

2.1.2 旺長期與成熟期 從表3看出，不同處理烤煙旺長期與成熟期株高、葉片數、節距、莖圍和葉面積系數的變化。

表3 有機無機肥配施烤煙旺長期和成熟期的農藝性狀

1) 旺長期。各處理株高為84.8～116.8 cm，依次為T1>CK>T3>T2>T0>T4，T1較CK和T0分別增高10.08%和36.45%，T4較CK和T0分別降低20.08%和0.93%。葉片數為16.3～21.0片/株，依次為T0>T1>T3=T4>CK>T2。節距為4.0～5.4 cm，依次為T3>T0=T1>T2=T4>CK，T3較CK和T0分別增大35.00%和5.88%，T2和T4較CK均增大5.00%，較T0減小17.65%。莖圍為8.9～10.4 cm，依次為T1>CK>T0=T3>T4>T2。葉面積系數為2.4～4.1，依次為T0=T1>CK>T2>T3>T4，T1較CK提高32.26%，T4較CK和T0分別降低22.58%和41.46%；T0和T1顯著大于其余處理，其余處理間差異不顯著。總體上，無機肥配施生物有機肥對烤煙旺長期農藝性狀具有正向影響，無機肥配施腐殖酸有機肥和無機肥配施蚯蚓肥對烤煙旺長期農藝性狀具有負向影響。

2) 成熟期。各處理株高為112.2～127.9 cm，依次為T1>T0>CK>T2>T4>T3，T1較CK和T0分別增高8.85%和3.65%，T3分別較CK和T0降低4.51%和9.08%。葉片數為19.3～20.0片/株，不同處理較為接近，差異不顯著。節距為4.3～6.2 cm，依次為CK>T1=T3>T2>T4>T0。莖圍和葉面積系數分別為7.4～10.2 cm和3.1～3.7，T3莖圍分別較CK和T0增大4.08%和20.00%，T2分別較CK和T0降低24.49%和12.94%，T1葉面積系數較CK提高19.35%。總體看，無機肥配施生物有機肥可促進烤煙成熟期農藝性狀的生長發育。

2.2 有機無機肥配施烤煙的經濟性狀

從表4看出，不同處理烤煙產量、產值和中上等煙比例的變化。產量：T1最高，為2 593.5 kg/hm2，較CK和T0分別提高50.09%和3.66%；CK最低，為17 28.0 kg/hm2，較次低的T2降低27.50%。產值和中上等煙比例：T1最高，分別為55 107.0元/hm2和93.2%，產值較CK和T0分別提高51.29%和21.88%，中上等煙比例較CK和T0分別提高20.87%和5.85%。總體看，無機肥配施生物有機肥更有利于提高烤煙的經濟性狀，產量和產值分別較CK提高50.09%和51.29%。

表4 有機無機肥配施烤煙的經濟性狀

2.3 有機無機肥配施煙葉的化學品質

煙葉化學品質影響煙葉口感，煙葉化學成分含量的適宜范圍為煙堿1.5%～3.5%，總氮1.5%～3.0%，總糖20%～24%，還原糖16%～22%，總鉀2.0%～3.5%，氯離子0.3%～0.8%，糖堿比為10～15，氮堿比為0.5～1，鉀氯比為4～10[11-13]。從表5可知，不同處理烤煙上部葉、中部葉和下部葉的總氮、總鉀和總糖等化學成分含量的變化。總氮：上、中和下部葉分別為1.33%～1.95%、1.65%～2.21%和1.36%～1.97%，上部葉和下部葉除CK偏低外，T0～T4均處于適宜范圍，中部葉各處理均處于適宜范圍。鉀：上、中和下部葉分別為1.11%～1.72%、1.36%～2.55%和1.56%～2.23%，上部葉均偏低，中部葉除T0、T1和T4及下部葉除T1和T4處于適宜范圍外，其余處理均偏低。總糖：上、中和下部葉分別為9.02%～19.60%、13.16%～24.22%和10.21%～18.43%，上部葉和下部葉均偏低，中部葉除T0、T1和T4處于適宜范圍外，其余處理均偏低。還原糖：上、中和下部葉分別為8.49%～15.47%、10.32%～18.54%和6.51%～13.87%，上部葉和下部葉各處理均偏低，中部葉除T1和T4處于適宜范圍外，其余處理均偏低。煙堿：上、中和下部葉分別為1.38%～2.40%、1.67%～2.55%和1.44%～2.49%，除上部葉和下部葉CK偏低外，各部位煙葉其余處理均處于適宜范圍。氯離子：上、中和下部葉分別為0.11%～0.22%、0.17%～0.36%和0.19%～0.46%，上部葉各處理均偏低，中部葉除T0和T1處于適宜范圍外，其余處理均偏低，下部葉T0、T1和T4偏低，CK、T2和T3處于適宜范圍。糖堿比：上、中和下部葉分別為6.54%～9.38%、7.88%～11.27%和6.93%～10.49%，上部葉各處理均偏低，除中部葉T1、T4和下部葉T0處于適宜范圍外，其余處理均偏低。鉀氯比：上、中和下部葉分別為5.84%～15.64%、5.61%～12.28%和3.39%～9.37%，除下部葉CK偏低和上部葉T0、T1、T4和中部葉T4偏高外，各部位煙葉其余處理均處于適宜范圍。

表5 有機無機肥配施烤煙各部位煙葉的化學品質

3 討論

烤煙的農藝性狀、內在品質和經濟性狀的變化與肥料的種類和用量關系十分密切，不同種類的肥料釋放養分的特征不同，對烤煙的生長、品質及產質量的影響也不同[14]。研究結果表明，單施無機肥烤煙生長前期(生根期、團棵期)的農藝性狀較有機無機平衡施肥效果更好，而在烤煙生長后期(旺長期、成熟期)的效果沒有前期明顯，這是因為無機肥料所包含營養成分單純且含量高，礦質形態易被植物直接吸收利用，肥效發揮速度快，但后勁不足，而有機肥中營養成分雖多，但含量偏少，且其中的營養物質多呈有機物狀態，需經過生物分解礦化后才能被植物吸收利用，因此肥效較慢，持續時間更長。總體上，生物有機肥或中微量元素與無機肥配施更有利于烤煙生長，這是因為生物有機肥或中微量元素肥料的施用，能有效提高土壤養分多樣性和供應量[15]，同時兼顧無機肥和有機肥的特點，更好滿足烤煙生長各時期的養分需求。

在不同施肥處理中，以無機肥配施生物有機肥對烤煙農藝、經濟性狀和化學品質的提升效果較好，與楊云高等[16-18]的研究結果一致。可能原因：生物有機肥兼具傳統有機肥和無機肥的優點，其獨有的功能性微生物具有一定固氮、溶磷和解鉀的肥料效應[19]，能有效補充和活化土壤養分，滿足烤煙生長需求，彌補一般有機肥在烤煙生長前期供肥不足的缺點，同時在生物有機肥腐解過程中所形成的羧基類物質能與金屬離子集合形成團聚體，改善土壤結構，為烤煙生長提供更好的水-氣環境[17]。胡可等[20]研究表明，施用生物有機肥能顯著提高土壤的菌落數量，改變土壤微生物群落特性，進而促進土壤生態系統的平衡。功能性微生物的活動可產生一系列活性物質和抗、抑病菌物質[17]，能調控烤煙生長，降低烤煙患病率。另外，通過在根系形成有益的微生物群落，形成與根系的共生關系，能改善根基營養狀況、促進根系下扎，維持烤煙生長后期根系活力，以便更好地吸收養分，促進烤煙發育和品質提升[16,21-22]。腐殖酸有機肥對烤煙產質量的提升效果較差，與張慧等[23-24]的研究結果有所不同。可能原因：一是腐殖酸能刺激根系生長，使作物吸收碳源增多，構成微生物體的碳源減少，抑制了土壤微生物的活性，從而影響有機物質的分解與養分供應[25]。二是可能與當地土壤環境有關，仁和區土壤pH為微酸性，而腐殖酸有機肥具有緩沖作用，在酸性土壤中與金屬離子反應，能提高土壤酸度，使適宜烤煙生長的微酸性環境發生改變。

單施無機肥并不利于形成良好的烤煙化學品質，與長期不合理使用化肥所引起的土壤環境變差有關，通過施加生物有機肥和蚯蚓肥能改善煙葉中的總鉀、總糖、還原糖含量和糖堿比，與介曉磊等[18,22,26]的研究結果一致，但不同部位煙葉的化學品質仍存在差異，尤其是上部葉的化學品質較差，關于如何通過有機無機肥配施提高烤煙上部葉的化學品質還有待進一步深入研究。

4 結論

無機肥配施生物有機肥有利于改善烤煙農藝性狀和經濟性狀，伸根期和團棵期的株高較不施肥分別提高119.05%和21.67%，最大葉面積分別增大47.81%和21.06%；旺長期的節距較不施肥增加27.5%，莖圍分別增長4.00%和3.06%，葉面積系數分別增大32.26%和19.35%，產量和產值較不施肥分別提高50.09%和51.29%。無機肥配施生物有機肥或蚯蚓肥有利于提高煙葉化學品質，使煙葉化學品質基本處于適宜范圍。綜合看，有機無機肥配施較不施肥或單施無機肥可有效促進烤煙各時期煙株及煙葉的生長發育，提高烤煙經濟性狀，且可在一定程度改善煙葉化學品質，優化煙葉口感。